CN105403429A - 重力流液体采样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体采样技术领域，提供了一种重力流液体采样器。该采样器的多个采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于转盘上；动力装置用于带动转盘转动；出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在采样瓶的转动方位的上方，用于使待采集流体流入到采样瓶中；电磁阀用于控制出液管的通断；通过定时控制器或称量装置与控制器的结合，以时间或重量为条件来控制动力装置的启停以及电磁阀的开闭，以使出液管依次向每个采样瓶内流入设定时长或设定增量的待采集流体。实现对待采集流体的多样本、定量、自动化取样，实现了重力流采样自动化，减少了采样需投入的人力、物力，提高了采样过程安全性，能准确的反应出样品出流过程线，步骤简单，易于操作。

Description

重力流液体采样器

技术领域

本发明涉及流体采样技术领域，特别提供了一种重力流液体采样器。

背景技术

流体的取样对重力流的教学、科研类实验及工程监测中的采样过程提供技术中有着广泛应用。传统的流体取样方式是通过人工手动采用，采样过程中需要对样品进行编号、采集和记录时间，操作繁琐、效率低，误差大，而且对于一些对人体有害的流体的采样，具有一定的危险性。

目前，自动采样器多采用泵及其他外力方式进行液体采样，这样的装置普遍较为繁琐，操作复杂，实用性差；另外，通过泵等外力装置进行采样往往会对流体造成破坏，而且不能测量流体依靠自身重力自然流动的相关流量、流速等参数信息。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种人力、物力投入少，采样安全，准确，且能够反应样品出流过程的重力流液体采样器。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种重力流液体采样器，包括转盘、出液管、电磁阀、动力装置、定时控制器以及多个采样瓶；

多个所述采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于所述转盘上；

所述动力装置用于带动所述转盘转动；

所述出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在所述采样瓶的转动方位的上方，用于使所述待采集流体流入到所述采样瓶中；

所述电磁阀用于控制所述出液管的通断；

所述定时控制器用于控制所述动力装置的启停以及所述电磁阀的开闭，以使所述出液管依次向每个所述采样瓶内流入设定时长的待采集流体。

优选的，在所述转盘上、并位于每个所述采样瓶的下方均设有下凹的圆形卡槽。

优选的，所述动力装置包括步进电机。

优选的，所述动力装置还包括轴承基座和转动轴，所述转动轴的一端与所述轴承基座轴承配合、另一端连接在所述转盘的底部的中心位置，所述步进电机的输出轴与所述转动轴齿轮传动连接。

本发明提供的另一种重力流液体采样器，包括转盘、出液管、电磁阀、动力装置、称量模块、控制器以及多个采样瓶；

多个所述采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于所述转盘上；

所述动力装置用于带动所述转盘转动；

所述出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在所述采样瓶的转动方位的上方，用于使所述待采集流体流入到所述采样瓶中；

所述电磁阀用于控制所述出液管的通断；

所述控制器用于控制所述动力装置的启停以及通过所述称量模块获取多个所述采样瓶内的待采集流体的增量信息，以使所述出液管依次向每个所述采样瓶内流入设定增量的待采集流体。

优选的，在所述转盘上、并位于每个所述采样瓶的下方均设有下凹的圆形卡槽。

优选的，所述动力装置包括步进电机。

优选的，所述动力装置还包括轴承基座和转动轴，所述转动轴的一端与所述轴承基座轴承配合、另一端连接在所述转盘的底部的中心位置，所述步进电机的输出轴与所述转动轴齿轮传动连接。

优选的，所述称量装置通过称量所述动力装置、转盘以及多个所述采样瓶的总体重量变化而获取多个所述采样瓶内的待采集流体的增量信息。

(三)有益效果

本发明提供的一种重力流液体采样器。该重力流液体采样器的多个采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于转盘上；动力装置用于带动转盘转动；出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在采样瓶的转动方位的上方，用于使待采集流体流入到采样瓶中；电磁阀用于控制出液管的通断；通过定时控制器或称量装置与控制器的结合，以时间或重量为条件来控制动力装置的启停以及电磁阀的开闭，以使出液管依次向每个采样瓶内流入设定时长或设定增量的待采集流体。实现对待采集流体的多样本、定量、自动化取样，实现了重力流采样自动化，减少了采样需投入的人力、物力，提高了采样过程安全性，能准确的反应出样品出流过程线。步骤简单，易于操作。

附图说明

图1是本发明实施例的一种重力流液体采样器的示意图。

图2是本发明实施例一的一种重力流液体采样器的采样流程图。

图3是本发明实施例二的一种重力流液体采样器的采样流程图。

图4是本发明实施例的PLC接线图。

附图标记：

1、转盘；11、下凹的圆形卡槽；2、动力装置；21、第二齿轮；3、称量模块；31、称重盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“顶侧”和“底侧”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

结合图1和图2所示，本发明实施例提供的一种重力流液体采样器，包括转盘1、出液管、电磁阀、动力装置2、定时控制器以及多个采样瓶。

其中，动力装置2用于带动转盘1转动，动力装置2具体包括轴承基座和转动轴，轴承基座固定设置；转动轴的一端与轴承基座轴承配合、另一端连接在转盘1的底部的中心位置，以带动转盘1转动。步进电机与轴承基座固定连接，以使步进电机的输出轴与转动轴并排设置，在转动轴和步进电机的输出轴上分别设有第一齿轮和第二齿轮21，第一齿轮与第二齿轮21啮合，从而使步进电机的输出轴与转动轴形成齿轮传动连接。

多个采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于转盘1上；在转盘1上、并位于每个采样瓶的下方均设有下凹的圆形卡槽11，以防止采样瓶在转盘1转动的过程中发生错位移动。

出液管设置在转盘1的上方，出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在采样瓶的转动方位的上方，在转盘1转动的过程中，每个采样瓶的瓶口均可与出液管的底端相对，以此使待采集流体能够依次流入到每个采样瓶中。

电磁阀设置在出液管上，用于控制出液管的通断。

定时控制器分别与动力装置2和电磁阀连接，用于控制动力装置2的启停以及电磁阀的开闭；定时控制器中包含有定时器模块，在采样开始前，在定时器模块中预先设置一个设定时长，该设定时长即是待采集流体由出液管流入到每个采样瓶的持续时间。当定时器监测到出液管向一个采样瓶流入待采集流体的时长达到设定时长时，即刻产生一个传感信号传送给定时控制器本体，定时控制器由此产生一个关闭的控制信号给电磁阀，同时，定时控制器还产生一个启动运行的信号给动力装置2，步进电机随即步进一个设定的角度，带动转盘1转动，使下一个采样瓶的瓶口与出液管的底端相对，待转盘1转动就位后，定时控制器再发出信号令控制电磁阀打开，以此循环，可根据采样瓶的个数，预算设定一个时长阈值，当总的采样时长达到该时长阈值时，则说明出液管已向每个采样瓶内都流入设定时长的待采集流体，至此采样结束，控制电磁阀关闭以及控制电机停止运行。

由此，本实施例基于时间条件，实现对待采集流体的多样本、定量、自动化取样，实现了重力流采样自动化，减少了采样需投入的人力、物力，提高了采样过程安全性，能准确的反应出样品出流过程线。步骤简单，易于操作。

其中，如图4所示，以时间条件为定时控制器可通过简单的PLC硬件电路实现，例如，可采用西门子PLCS7-222CN，输入节点从I0.0到I0.3分别定义为启动、停止、换向和到位信号接收，到位信号接收端为采样器到达特定位置时利用限位开关发出的高电平信号左侧为步进电机驱动器简化图，步进电机EN为使能端，只有高电平时才能工作，DIR为方向控制端，高电平转盘1顺时针旋转，低电平转盘1逆时针旋转。PUL为控制脉冲接收端。这三个端口与PLC连接时必须串联2K欧姆的电阻，A+、A-、B+、B-为步进电机的线圈端子接口。

实施例二

本发明实施例二提供的一种重力流液体采样器，结构与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

结合图1和图3所示，以称量模块3和控制器取代实施例一中的定时控制器。

具体的，将轴承基座和步进电机均固定在称量模块3的称重盘31上，使称量装置能够称量动力装置2、转盘1以及多个采样瓶的总体重量。

称量模块3与控制器连接，将上述动力装置2、转盘1以及多个采样瓶的总体重量信息实时反馈给控制器，控制器以设定增量为控制条件，当上述总体重量的增量达到设定增量时，控制器即刻产生一个关闭的控制信号给电磁阀，同时，控制器还产生一个启动运行的信号给动力装置2，步进电机随即步进一个设定的角度，带动转盘1转动，使下一个采样瓶的瓶口与出液管的底端相对，待转盘1转动就位后，控制器再发出信号令控制电磁阀打开，以此循环，可根据采样瓶的个数，预算设定一个重量阈值，当总的重量达到该重量阈值时，则说明出液管已向每个采样瓶内都流入设定时长的待采集流体，至此采样结束，控制电磁阀关闭以及控制电机停止运行。

由此，本实施例基于重量条件，实现对待采集流体的多样本、定量、自动化取样，实现了重力流采样自动化。

另外，本实施例可针对非牛顿流体进行采样，非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。由于本采样器完全通过流体的重力出流，并未有泵体等设备施加外力，因此不会对流体造成破坏，而且还能够反应样品出流过程和流速，由此为提供了更为全面的测定信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种重力流液体采样器，其特征在于，包括转盘(1)、出液管、电磁阀、动力装置(2)、定时控制器以及多个采样瓶；

多个所述采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于所述转盘(1)上；

所述动力装置(2)用于带动所述转盘(1)转动；

所述出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在所述采样瓶的转动方位的上方，用于使所述待采集流体流入到所述采样瓶中；

所述电磁阀用于控制所述出液管的通断；

所述定时控制器用于控制所述动力装置(2)的启停以及所述电磁阀的开闭，以使所述出液管依次向每个所述采样瓶内流入设定时长的待采集流体。

2.根据权利要求1所述的重力流液体采样器，其特征在于，在所述转盘(1)上、并位于每个所述采样瓶的下方均设有下凹的圆形卡槽(11)。

3.根据权利要求1所述的重力流液体采样器，其特征在于，所述动力装置(2)包括步进电机。

4.根据权利要求3所述的重力流液体采样器，其特征在于，所述动力装置(2)还包括轴承基座和转动轴，所述转动轴的一端与所述轴承基座轴承配合、另一端连接在所述转盘(1)的底部的中心位置，所述步进电机的输出轴与所述转动轴齿轮传动连接。

5.一种重力流液体采样器，其特征在于，包括转盘(1)、出液管、电磁阀、动力装置(2)、称量模块(3)、控制器以及多个采样瓶；

多个所述采样瓶的瓶口朝上、圆周阵列于所述转盘(1)上；

所述动力装置(2)用于带动所述转盘(1)转动；

所述出液管的顶端用于通入待采集流体、底端设置在所述采样瓶的转动方位的上方，用于使所述待采集流体流入到所述采样瓶中；

所述电磁阀用于控制所述出液管的通断；

所述控制器用于控制所述动力装置(2)的启停以及通过所述称量模块(3)获取多个所述采样瓶内的待采集流体的增量信息，以使所述出液管依次向每个所述采样瓶内流入设定增量的待采集流体。

6.根据权利要求5所述的重力流液体采样器，其特征在于，在所述转盘(1)上、并位于每个所述采样瓶的下方均设有下凹的圆形卡槽(11)。

7.根据权利要求5所述的重力流液体采样器，其特征在于，所述动力装置(2)包括步进电机。

8.根据权利要求7所述的重力流液体采样器，其特征在于，所述动力装置(2)还包括轴承基座和转动轴，所述转动轴的一端与所述轴承基座轴承配合、另一端连接在所述转盘(1)的底部的中心位置，所述步进电机的输出轴与所述转动轴齿轮传动连接。

9.根据权利要求5至8任一项所述的重力流液体采样器，其特征在于，所述称量装置通过称量所述动力装置(2)、转盘(1)以及多个所述采样瓶的总体重量变化而获取多个所述采样瓶内的待采集流体的增量信息。